跌水井逆作法及顶管的施工技术

王 继 宏

(山西潞安工程有限公司，山西 长治 046201)

跌水井逆作法及顶管的施工技术

王 继 宏

(山西潞安工程有限公司，山西 长治 046201)

结合工程实例，介绍了跌水井逆作法及顶管的工作原理，对测量放线、土方开挖、钢筋绑扎、搭设脚手架、底板及防水施工等跌水井逆作法施工技术进行了阐述，并探讨了顶管的施工要点，以降低施工成本，提高施工效率。

跌水井逆作法，顶管，施工，钢筋

1 工程概况

本技术为地下管网1401跌水井及管道穿越挡墙施工技术。由于地下管网需从厂区标高936平台延伸至标高928平台形成闭合管网，存在较大高差，根据施工图纸，设置跌水井或直接加弯头下管。

该位置于2013年厂区挡墙2、挡墙3已施工完毕，现在进行地下管网连接施工，由于管道下弯处及跌水井外壁距离挡土墙仅4 m，且开挖深度太大(深度为12.65 m)，为避免事故保证施工安全，在不拆除挡墙的基础上跌水井采用逆作的方法进行施工，管道下弯采用钢筋混凝土护壁的方法进行施工，管道穿越挡墙采用顶管方法进行施工(见图1)。

2 现场施工条件及特点

1)厂区经过场地平整，施工现场场地平坦，道路畅通，现场距箱变比较远，需用发电机发电、用水可由洒水车拉水；施工现场具备通讯条件。

2)临时用地、临时设施的搭建：我单位在厂前区西边空地上已搭设临时生产、生活设施，生产、生活设施比较完备。

3)跌水井轴线尺寸为3 m×4 m，基础挖深为自然地坪以下12.65 m。跌水井内部土方工程采用人工挖土。

管道穿挡墙时，采用顶管方法进行施工。

3 跌水井逆作法及顶管的工作原理

跌水井逆作法是采用自上而下施工方法，首先人工挖除井上部周围多余土方，在地面施工顶部井字梁及1.2 m范围内井壁，然后挖除下部1.2 m内多余土方，打入钢筋、绑扎、支设模板，浇筑混凝土，再施工剩余段混凝土直至施工至底标高。

顶管施工位于挡墙下部，先开挖土方至雨水管底标高，预先打入超出管径10 cm的钢管(做套管使用)，人工挖除孔内土方，然后将管道安装在套管内，以形成整个排水系统。

4 跌水井逆作法施工

施工流程：测量放线→土方开挖(机械开挖，挖深3.5 m)→钢筋绑扎→支模→混凝土浇捣→养护→拆模→回填土→土方开挖(人工在跌水井内部开挖，每次挖深1.2 m)→钢筋绑扎→支模(仅支内模)→混凝土浇捣→养护→拆模→循环上述工序进行施工直至施工至跌水井井底→基础土方开挖→做底部支撑→钢筋绑扎→井底混凝土浇筑→管道施工→堵塞管口及管内壁防水工程施工。

4.1 测量放线

工程测量根据建设单位发布的全厂坐标控制点、水准点及桩号，设立辅助施工基线，施工基线及施工水准点应设置在不受干扰、牢固可靠，且通视好、便于控制的地方，采用全站仪进行定位，并把定位点引测至开挖边线以外。高程测量采用不低于S3级水平仪进行一组往返测回。其一站视线长度不应超过100 m。其水准点测量的闭合差不超过±12 mm(以km计)。采用辅助施工基线、桩号控制点和水准点复测工程范围原地面标高，并进行施工放样，放跌水井位置、挡墙变形监测点位置。所有测量精度均应符合有关规范要求，全面测量资料和成果均应经自审无误后才报监理工程师审核查验，批准后才能使用。所有测量的原始记录及内业资料均应系统保存完整。

4.2 土方开挖

首次施工下挖3.5 m，采用机械挖土，放坡系数为1∶0.7，3.5 m以下为人工挖土(最多挖深1.2 m)，人工挖土时沿跌水井外壁线进行开挖，挖深1.2 m，严禁超挖及挖宽；挖土时不进行放坡，保证四壁土方直立，并把松动的土全部清除，施工时随时观察，严禁挖斜。当施工完上一步井壁进行下一步土方开挖前必须进行中间十字线及井壁边线校核，防止跌水井倾斜。

4.3 钢筋绑扎

竖向钢筋均采用搭接连接，竖向钢筋搭接部分打入土中，同一截面钢筋接头率为50%；水平及竖向钢筋连接应符合11G-101的相关规定。钢筋绑扎必须横平竖直。在作下一步井壁之前，挖露出来的钢筋必须把其上的泥土清理干净。为防止成型的井壁在土方开挖过程中下落，竖向每隔3 m用25螺纹钢打入侧壁土方内，打入深度1.2 m，螺纹钢和井壁内侧钢筋绑扎并保证其在内侧水平钢筋下部，打入土内的钢筋水平均匀布置，每排不少于8根，此作法经计算保证不变形。

4.4 搭设脚手架

在跌水井井筒内搭设满堂支撑架，立杆间距不大于1 m，水平杆为井壁内模板的内撑，两头用顶丝顶紧，但需保证跌水井井壁的厚度。施工完一步后，为保证安全，养护混凝土至其强度达到75%以上时方可进行满堂支撑架拆除，进行下一步人工挖土。

4.5 模板支设

每一步井壁钢筋绑扎完毕经过验收后进行支模作业，用混凝土成品内撑保证井壁截面，支模时只支设内模，外壁直接用土模，底部封口前必须清理干净模板内跌落的土块，保证模板内干净；为保证接槎处混凝土的密实，支模时模板高于上一步井壁混凝土20 cm左右。

4.6 混凝土浇筑

混凝土浇筑采用商品混凝土，在侧壁上预留孔，运输车运到现场后，采用串筒输送至侧壁。

4.7 底板及防水施工

施工前先局部作撑脚，防止井壁整体下沉。撑脚采用钢架管，浇筑以后拆除，拆除后用膨胀混凝土捣实。

防水施工为防止井壁渗水，在每一步接槎处采用钢板止水带，在成型的井壁内部及底部，待井壁干燥之后，采用JS防水涂料进行涂抹，保证不渗不漏。

5 顶管施工

施工流程：测量放线→工作坑设置→设备进场安装→顶管→管道焊接→基坑回填→管外壁压浆→工程结束。

5.1 工作坑设置

先进行定位放线，放出管道中心线，管道中心线即为工作坑中心线，在928平台距离挡墙7 m位置挖工作坑，采用挖掘机挖土，挖出8 m长×8 m宽方坑，坑底比管底标高低一个枕木厚度、一块16号槽钢高度、一个DN700混凝土管壁厚。工作坑挖好后必须对底部进行夯实。

5.2 后背设置

用于后背的工作坑立面必须平整，用枕木竖向垫在工作坑立面土方上，枕木紧密相连并保证枕木和土体贴合紧密，在枕木上立放一块2.44 m×1.22 m厚度30 mm钢板作为后背。后背平面要求垂直于管道中心线。

5.3 稳管

在工作坑内沿顶管方向放置枕木，枕木间距0.2 m，在枕木上沿顶管垂直方向放置16号槽钢，槽钢间距0.5 m并需立放，槽钢两端用两根槽钢焊接相连，起连接作用的两根一端直接顶在后背钢板上并焊接牢固，在槽钢上弹出管道中心线，把混凝土套管放置在槽钢上，保证中心线和弹出的线对正，在套管两边用角铁焊在槽钢上，起到固定混凝土套管的作用。

5.4 顶管

顶力设备为100 t油压千斤顶，行程L=700 mm。安装两台千斤顶，与管道中心线对称布置。顶管偏差高程控制在+1 cm，-2 cm，平面中心线控制在3 cm左右。

1)管前挖土长度：本工程中规定管前挖土长度以30 cm为宜，最多不能超过50 cm。2)关于管周围的超挖：本工程管顶以上允许超挖3 cm，一定保持管壁与土基面的吻合。3)首节管下到导轨上应测量其高程、中心是否符合要求，确认合格后方可顶进。首节管入土后，每顶进100 cm要激光尺测量中心高程一次，及时、细致操作，防止出现偏差。4)工作坑内设的两个进行校核的水准点、中心点，施工时应对其妥善保护，防止碰撞。5)顶进时昼夜三班不间断施工，防止因中途停置而导致摩擦力增加，造成顶进困难。6)当遇下列情况时，应停止顶进，迅速采取措施处理：后背倾斜或严重变形需重新浇筑混凝土，增大受力面积。顶管发生扭曲变形现象或错位偏差太大需重新进行定位，向正确方向进行校正。

6 结语

“地下管网跌水井施工”，井深为12.65 m，且距离已完成的挡墙4 m，若采用传统的施工工序大开挖施工，开挖需放坡20 m宽，则需拆除已完成的挡墙，且挡墙两侧面为回填土和级配碎石，因此开挖后需采取刚性支护以保证安全施工。考虑到挡墙的结构，且破除挡墙施工，再恢复挡墙成本太大，经过专家论证最终采用逆作法施工，局部留出工程施工空间，根据跌水井的尺寸浇筑“井”字梁(500 mm×1 000 mm)，再以梁为支撑体系，从上往下浇筑跌水井，每次浇筑1 200 mm；采用此方案不仅降低了成本，而且保证了施工的安全性、可靠性。

跌水井出水管需穿过挡墙，因此挡墙未拆除，经过充分调查论证，穿挡墙部分采用顶管施工，并采用钢套管防护，从而保证了安全，降低了施工成本，提高了施工效率。

Water-dropping well reverse method and pipe-jacking construction technology

Wang Jihong

(ShanxiLu’anEngineeringCo.,Ltd,Changzhi046201,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces water-dropping well reverse method and pipe-jacking construction principles, describes water-dropping well reverse construction technologies including measurement sampling, earthwork excavation, steel binding, setting scaffold, bottom board and waterproofing construction and so on, and explores pipe-jacking construction points, with a view to reduce construction cost and improve construction efficiency.

water-dropping well reverse method, pipe-jacking, construction, steel

1009-6825(2015)28-0095-02

2015-07-24

王继宏(1983- )，男，工程师

TU761

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